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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-73520
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2015/7352/


Between Pain and Math : How Expectations Shape Cognitive Processes from Neural Activity To Behaviour

Von Schmerz und Mathematik : wie Erwartungen kognitive Prozesse beeinflussen, von neuronaler Aktivität bishin zu beobachtbarem Verhalten

Schwarz, Katharina Alexia

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SWD-Schlagwörter: Placebo , Nocebo-Effekt , Erwartung , Kognition , Schmerz , Stereotyp , Funktionelle Kernspintomographie , Kognitive Neurowissenschaft , Verhalten
Basisklassifikation: 77.50 , 42.66 , 44.90 , 71.31
Institut: Biologie
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Büchel, Christian (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 05.06.2015
Erstellungsjahr: 2015
Publikationsdatum: 25.06.2015
Kurzfassung auf Englisch: Expectancy effects are a wide-spread phenomenon, influencing cognitive operations from basic stimulus processing to higher cognitive functions. Their influence often goes unnoticed, even though it leaves a lasting fingerprint on perception and behaviour. Providing an improved framework for understanding the impact of expectations is thus the major goal of this dissertation.

I will first give an overview on the many instances in which expectancy effects have been investigated and discussed and then present three projects which seek to expand our knowledge on expectancy effects on cognition: The project Gender, Pain, and Expectations studies the impact of stereotype-related expectancies on pain processing, and investigates possible physiological mechanisms underlying this phenomenon including measures of BOLD activity, hormone concentrations, and behavioural responses to pharmacological challenges. The project Between Pain and Math then seeks to bridge previous research on social expectancies and traditional clinical settings, while at the same time measuring the impact of expectancies on both, pain variables and variables of higher cognitive functioning. This approach allowed a direct comparison of the susceptibility to expectancy effects in different cognitive domains. In the project Expectations and Cognitive Performance, I finally investigated the influence of a traditional placebo paradigm on performance in cognitive tasks, and studied the question whether objective and subjective measures are affected by expectancy instructions in a similar manner.

The present results provide new insights on the contextual factors of expectancy effects on cognitive processes by fusing two major fields of research on this question: the impact of traditional placebo effects in clinical settings and of social expectancies. In the course of the presented projects, I identified physiological mechanisms underlying the phenomena and discussed similarities and differences to current models of stereotype and placebo effects. Furthermore, the results highlight important methodological implications of expectancy effects for clinical research, as well as a clear dissociation of subjective and objective measures in several settings. These findings show that combining multiple approaches on expectancy effects is a promising path to gain new insights on the effects of expectations on cognition, and to identify basic global mechanisms underlying different forms of the phenomenon.
Kurzfassung auf Deutsch: Erwartungen beeinflussen verschiedenste Arten kognitiver Prozesse, von einfacher Stimulusverarbeitung bis hin zu höheren kognitiven Funktionen. Ihr Einfluss wird häufig nicht bewusst wahrgenommen, auch wenn er merkliche Spuren in unserer Wahrnehmung und unserem Verhalten hinterlässt. Es ist daher die primäre Zielsetzung dieser Dissertation, das grundlegende Verständnis von Erwartungseffekten zu erweitern und verschiedene Wirkungen von Erwartungen wechselseitig zueinander in Bezug zu setzen.

Zunächst werde ich einen Überblick über verschiedene, weitgehend unabhängige Bereiche geben, in denen Erwartungseffekte untersucht und diskutiert wurden. Anschließend werde ich drei Projekte vorstellen, die unser Verständnis von Erwartungseffekten auf kognitive Prozesse erweitern sollen: Das Projekt „Gender, Pain, and Expectations“ untersucht den Einfluss von Stereotyp-bezogenen Erwartungen auf die Schmerzverarbeitung und beleuchtet dabei mögliche physiologische Mechanismen, die diesem Phänomen zu Grunde liegen könnten. Dabei bedient es sich verschiedener Maße, wie der Messung von BOLD-Aktivität, Hormonkonzentrationen, und Verhaltensreaktionen auf pharmakologische Interventionen. Das Projekt „Between Pain and Math“ zielt anschließend auf einen Brückenschlag zwischen verschiedenen Forschungssträngen zu sozialen und traditionellen klinischen Erwartungseffekten ab. Dabei untersucht es sowohl den Einfluss von Erwartungen auf Schmerzvariablen als auch auf Maße höher kognitiver Funktionen. Diese Vorgehensweise erlaubt es, die Beeinflussbarkeit verschiedener kognitiver Bereiche zu untersuchen, wenn spezifische Erwartungen induziert werden. Im Projekt „Expectations and Cognitive Performance“, habe ich schließlich den Einfluss eines traditionellen Placebo-Paradigmas auf die Leistung in kognitiven Aufgaben untersucht. In diesem Kontext bin ich zudem der Frage nachgegangen, inwiefern objektive und subjektive Maße gleichermaßen von Erwartungsinstruktionen beeinflusst werden.

Die hier vorgestellten Ergebnisse bieten neue Einblicke in kontextuelle Faktoren und Wirkungsweisen von Erwartungseffekten, indem sie zwei große Forschungsfelder zu dieser Fragestellung verbinden: den Einfluss traditioneller Placeboeffekte im klinischen Bereich einerseits sowie den Einfluss sozialer Erwartungseffekte andererseits. Im Laufe der vorgestellten Projekte habe ich physiologische Mechanismen identifiziert, die diesen Phänomenen zu Grunde liegen, und Gemeinsamkeiten wie auch Unterschiede zu aktuellen Modellen von Stereotypen- und Placeboeffekten diskutiert. Die Ergebnisse heben zudem hervor, welche wichtigen methodischen Implikationen Erwartungseffekte für klinische Forschung haben können, und betonen, dass subjektive und objektive Maße unterschiedlich beeinflussbar sein können. Diese Befunde zeigen, dass die Verknüpfung verschiedener Herangehensweisen zur Untersuchung von Erwartungseffekten ein vielversprechender Weg ist, um unser Verständnis von Erwartungseffekten zu erweitern, und um grundsätzliche, globale Mechanismen zu identifizieren, die verschiedenen Formen dieses Phänomens zu Grunde liegen.

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